拟南芥WRKY53调控叶片衰老和植物激素GA和JA之间交互的分子机制研究

Leaf Senescence is an important physiological process, and WRKY53 transcription factor is well known to promote leaf senescence in Arabidopsis.Our recent research showed that arabidopsis WRKY53 interact with DELLA proteins and JAZ proteins, respectively, with the analysis of protein-protein interaction.However,molecular biological mechanism of plant leaf senescence regulated by crosstalk among phytohormone throught WRKY53 transcription factor is not clear at this time.On the basement of our recent research, we will systemically study on the signal transduction pathway of plant leaf senescence regulated by WRKY53 with its interacting partner DELLA proteins and JAZs protein using a series of biotechniques from Genetics, Molecular Biology and Gene function in Arabidopsis. At the same time, we would perform these biotechniques to analysis the molecular biological functions of WRKY53 and their downstream target genes in regulation of leaf senescence,respectively.These above research will help us to clarify the signal transduction pathway, molecular biological mechanism of plant leaf senescence, crosstalk between phytohormone GA and JA regulated by WRKY53.

植物叶片衰老是一个非常重要的生理过程。WRKY53转录调控因子被证明是促进拟南芥叶片衰老。我们最近通过酵母双元杂交筛选证实，WRKY53转录调控因子分别与DELLA蛋白和JAZ蛋白发生相互作用。然而，WRKY53转录调控因子通过介导植物激素之间的信号通路而调控植物叶片衰老的分子机制目前尚不清楚。在原有研究工作基础上，采用一系列遗传学、分子生物学及基因功能研究方法、分析手段和相关技术，系统地研究拟南芥转录调控因子WRKY53蛋白可能通过与植物激素信号通路相关蛋白发生相互作用而调控植物叶片衰老的分子机制及其信号传导通路，挖掘能有效地与WRKY53蛋白相互作用的蛋白质，以及WRKY53与植物激素信号通路相关蛋白相互作用协同调控下游靶基因，从而详细阐明WRKY53调控植物叶片衰老的分子生物学机制和信号通路，以及WRKY53参与调控植物激素GA、JA之间交互反应的分子机制。

我们的研究发现干旱胁迫能诱导提高拟南芥WRKY53的mRNA水平和蛋白水平。进一步对遗传材料的表型分析发现，与野生型植株相比，高表达植株对干旱胁迫更为敏感，气孔运动测试及ABA含量测定结果表明高表达植株气孔关闭受限与ABA信号无关。进一步分析发现高表达植株气孔保卫细胞中过氧化氢含量减少而苹果酸（malate)含量增加，定量PCR结果显示过氧化氢酶CAT2，CAT3以及淀粉降解酶QQS基因的表达明显高于野生型植株，染色体免疫共杂交实验结果表明AtWRKY53转录因子可以结合到QQS基因的启动子区域。以上结果表明高表达AtWRKY53通过降低保卫细胞中过氧化氢含量以及提高苹果酸含量来促进气孔开放，从而导致AtWRKY53植株对干旱敏感。. 蛋白质相互作用在生命活动中起着重要的作用，通过运用酵母双杂交文库技术，我们发现AtWRKY53蛋白可以与JAZ和DELLA发生相互作用，这意味着AtWRKY53可能作为分别依赖于JA和GA的两个信号通路交互作用的一个节点来行使生物学功能。. 综上所述，我们的实验结果表明AtWRKY53在植物响应非生物逆境过程中有着重要功能。